Miękkie roboty, które mają pomóc w fizjoterapii
Od robotów oczekuje się zazwyczaj, by były sztywne, szybkie i skuteczne. Ale naukowcy z Reconfigurable Robotics Lab (RRL, laboratorium zajmujące się konstruowaniem robotów) podjęli się zadania stworzenia miękkich robotów.
1. W przyszłości roboty mogą ułatwić pracę pielęgniarkom
Miękkie roboty, zasilane przez siłowniki podobne do mięśni, mają ułatwiać poruszanie się. Są one wykonane z elastomerów, połączenia silikonu i gumy, a więc są przyjazne dla ludzkiej skóry. Sterowanie odbywa się poprzez zmianę ciśnienia powietrza w specjalnie zaprojektowanych "miękkich balonach", które są jednocześnie ciałem robota.
Opis przewidywanej konstrukcji, która może zostać wykorzystana do dokładnego kontrolowania zachowania różnych modułów maszyny, został właśnie opublikowany w raportach naukowych.
Potencjalne zastosowania dla tych robotów obejmują zadania, które obecnie często wykonują pielęgniarki: opiekę nad chorym (np. poprawianie mu poduszki) rehabilitację pacjenta, przenoszenie delikatnych przedmiotów, tworzenie systemów biomimetycznych (naśladujących organizmy żywe) i opiekę domową.
"Nasze projekty robotów skupiają się głównie na bezpieczeństwie"- mówi Jamie Paik, dyrektor RRL. "Istnieje bardzo niewielkie ryzyko zranienia, ponieważ szkielet składa się z miękkich elementów” - dodaje.
W swoim artykule naukowcy pokazali, jak ich model porusza się, dzięki systemowi połącznych modułów. Siłowniki są w kształcie ogórka i można je rozciągnąć do około pięciu lub sześciu normalnych długości oraz zginać w dwóch kierunkach, w zależności od modelu.
Zobacz także
"Przeprowadziliśmy liczne symulacje i opracowaliśmy model do przewidywania tego, jak siłowniki dostosowują się w zależności od ich kształtu, grubości i materiałów, z których są one wykonane" - mówi Gunjan Agarwal, autor artykułu.
Jeden z wariantów polega na pokryciu siłownika grubą powłokę papieru. Badanie to wykazało, że mogą być wykorzystane również inne materiały. "Struktury elastomerowe są bardzo odporne, ale trudne do opanowania. Musimy być w stanie przewidzieć, w jaki sposób i w jakim kierunku będą się one odkształcać. A ponieważ miękkie roboty są łatwe do wykonania, a trudne do projektowania, nasze narzędzia są obecnie dostępne online dla robotyków i studentów" - mówi Agarwal.
2. Miękkie roboty mogą pomóc w rehabilitacji
"Pracujemy z fizjoterapeutami ze Szpitala Uniwersyteckiego w Lozannie , którzy zajmują się pacjentami po udarze mózgu. Mechanizm o kztałcie pasa przeznaczony jest do podtrzymywania tułowia pacjenta i ma przywrócić niektóre funkcje motoryczne danej osoby" – mówi Matthew Robertson, naukowiec odpowiedzialny za projekt.
Miękkie roboty dla fizjoterapeutów wykonane są z różowej gumy i przezroczystej żyłki. Dzięki umieszczeniu żyłki moduły, do których jest wprowadzane powietrze, mogą zmieniać kształt w bardzo precyzyjny sposób. "Na razie pas jest podłączony do systemu pomp zewnętrznych. Następnym krokiem będzie miniaturyzacja tego systemu i umieszczenie go bezpośrednio na taśmie"- powiedział Robertson.
Potencjalne zastosowania miękkich robotów się nie kończą. Naukowcy chcą również wykorzystać je do zadań, podczas których musiałyby poruszać się w ciasnym, nieprzyjaznym środowisku. A ponieważ są one w całości miękkie, powinny również być odporne na ściskanie i zgniatanie.
"Korzystając z miękkich elementów wykonawczych, możemy wymyślić roboty o różnych kształtach, które mogą poruszać się w różnych środowiskach. Są one wykonane z tanich materiałów, a więc mogą być łatwo wytwarzane na dużą skalę. W ten sposób otworzymy nowe drzwi w dziedzinie robotyki" - mówi Paik.
Nie czekaj na wizytę u lekarza. Skorzystaj z konsultacji u specjalistów z całej Polski już dziś na abcZdrowie Znajdź lekarza.